グラフェンが健康被害を及ぼす可能性、米大学が指摘：材料技術

次世代の材料として注目されているグラフェンの有害性を指摘する研究結果を、米大学が報告した。細胞内に入り込み、機能を破壊するという。

[R. Colin Johnson，EE Times]

　米国のBrown University（ブラウン大学）の研究グループによると、未来の半導体材料として期待されているグラフェンが、生体細胞の機能を破壊する細胞毒性を持つことが明らかになったという。この研究結果が、他の研究機関からも実証されることになれば、グラフェンは、カーボンナノチューブとともに、危険物として分類される可能性がある。

　Brown Universityの病理学・臨床検査医学教授であるAgnes Kane氏は、「グラフェンは、カーボンナノチューブよりも簡単に製造できる。このため将来的に、多くの用途においてカーボンナノチューブを置き換える可能性がある」と述べている。

　さらに同氏は、「グラフェンは、数多くのユニークな特徴を備えている。その中でも最も重要なのが、一般的に、天然資源であるグラファイト（黒鉛）から製造されるという点だ。化学的剥離または機械的剥離によって炭素層を分離すると、乾燥粉末になるため、吸入暴露の危険性が生じる。われわれは病理学的な見地から、ナノチューブと、それに関連する炭素材料について研究を行った。2次元ナノ材料に関する毒性試験を行ったのは、今回が初めてだ」と説明する。

　Kane氏が率いる研究チームがグラフェンの毒性試験を実施した結果、ナノチューブと同様に、生体細胞の機能を破壊することが明らかになった。同大学の工学部教授であるHuajian Gao氏は、この現象を説明するために、原子レベルでコンピュータシミュレーションを実施し、グラフェン材料が生体細胞に及ぼす作用について検証を行った。

　最初に行ったシミュレーションでは、「グラフェンが生体細胞に及ぼす影響は皆無である」という思いも寄らない結果となった。

　しかし、Kane氏率いる研究グループは、毒性試験の結果から、グラフェンが生体細胞の正常な機能を阻害することを確信していたので、シミュレーションの方法を見直す。すると、当初のシミュレーションでは、グラフェンの破片のモデルを、正方形に簡素化していたことが問題だったと判明した。実際のグラフェンの破片は、鋭くとがった突起を持っている。この点を修正してシミュレーションを行ったところ、グラフェンの突起が細胞壁を突き破り、細胞内に入っていくことが明らかになった。Kane氏の毒性試験の結果が、シミュレーションによってあらためて実証されたことになる。

グラフェンの破片（G）が細胞内に入り込んでいく様子。画像左上のスケールの長さは2μm　出典：Brown University

　今回の研究結果によってグラフェンの有害性が指摘されたわけだが、グラフェンが将来的に有望な材料であることに変わりはない。Kane氏は、「コンピュータモデリングを用いて、有害性を抑えられるような構造に変形できるか研究したい」と述べている。

【翻訳：田中留美、編集：EE Times Japan】